Translate this page to:
Korean
In JoVE (1)
Other Publications (19)
- Annals of Biomedical Engineering
- Annals of Biomedical Engineering
- The Annals of Thoracic Surgery
- Annals of Biomedical Engineering
- Journal of Biomechanical Engineering
- The Journal of Heart Valve Disease
- Journal of Biomechanical Engineering
- The Journal of Heart Valve Disease
- Biotechnology and Applied Biochemistry
- Cytotechnology
- Tissue Engineering
- The Journal of Heart Valve Disease
- Biorheology
- The Journal of Heart Valve Disease
- Biomechanics and Modeling in Mechanobiology
- The Journal of Heart Valve Disease
- Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.)
- Biomechanics and Modeling in Mechanobiology
- International Journal of Inflammation
Automatic Translation
This translation into Korean was automatically generated.
English Version | Other Languages
Articles by James N. Warnock in JoVE
JoVE Bioengineering
의 순환 압력 생물 반응기 설계 예 VIVO 학습
Department of Agricultural and Biological Engineering, Mississippi State University
생리학 및 병리 학적 압력 조건에 심장 밸브 조직을 쓰는 수있는 순환 압력 생물 반응기는 설계되었습니다. LabVIEW 프로그램은 사용자가 압력 크기, 진폭 및 주파수를 제어할 수 있습니다. 이 장치는 심장 밸브 조직이나 격리 세포의 mechanobiology을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.
Other articles by James N. Warnock on PubMed
돼지 대동맥 밸브 전단지의 생물 학적 속성에서 일정 한 정적 압력의 효과
어떻게 기계적 이해 세력 밸브 전단지 내 셀 것 이다 크게 혜택을 조직 설계 심장 밸브의 개발에 미치는 영향. 이 연구에서는 심장 밸브 전단지의 생물 학적 속성에서 일정 한 주위 압력의 효과 사용자 정의 설계 압력 시스템을 사용 하 여 평가 되었습니다. 전단지 100, 140, 또는 48 h. 콜라겐 합성, DNA 합성, sulfated glycoaminoglycan (sGAG) 합성, 알파-SMC 말라 식 및 세포 외 기질 (ECM) 구조에 대 한 170 Mmhg의 정적 압력에 노출 된 네이티브 돼지 대동맥 밸브를 조사 했다. 결과 높은 압력 콜라겐 합성 증가 발생 했다. 이 증가 통계적으로 중요 한 100 mmHg, 하지만 140 mmHg 및 170 mmHg 콜라겐 합성 증가 37.5, 90%로 각각. DNA 또는 sGAG 합성에 큰 차이 DNA 합성 100 Mmhg에서 감소는 높은 압력에서 관찰 되었다. 알파-SMC 말라 주목할 만한 하락 압력과 컨트롤 그룹 사이 상당한 차이가 관찰 되었다 비록 실험의 과정을 통해 관찰 됐다. 그것은 높은 압력 돼지 대동맥 밸브 전단지의 콜라겐 합성에 비례 증가 발생 하지만 알파-SMC 말라 immunoreactive 셀을 보존 하지 못했습니다 체결 했다.
주기적 압력 크기 및 주파수 의존 방식으로 돼지 대동맥 밸브 전단지의 생물 학적 속성에 적용 됩니다
어떻게 기계적 이해 세력 밸브 전단지 내 셀 것 이다 크게 혜택을 조직 설계 심장 밸브의 개발에 미치는 영향. 이 그룹에 의해 이전 연구 돼지 대동맥 밸브 전단지에 향상 된 콜라겐 합성에 일정 한 정적 압력 리드에 노출을 나타났습니다. 이 연구에서는 순환 압력 효과 사용자 정의 설계 압력 시스템을 사용 하 여 평가 되었습니다. 다른 압력 크기 (100, 140, 170 mmHg) 뿐만 아니라, 펄스 주파수 (0.5, 1.167와 2 Hz)을 공부 했다. 콜라겐 합성, 세포 증식, sGAG 합성, 알파-SMC 말라 식 및 세포 외 기질 (ECM) 구조는 판 막 병 생물 학적 반응에 대 한 표식으로 선정 됐다. 결과 대동맥 밸브 전단지 보였다 주기적 압력 크기와 주파수에 종속적인 방식으로 대응 했다. DNA 합성을 그대로 유지 하는 동안 (1.167 Hz에서 고정 주파수)와 압력 크기 증가 콜라겐과 sGAG 합성에 상당한 증가 결과. 응답 펄스 주파수 (100 Mmhg에서 고정 크기)와 더 복잡 했다. 콜라겐과 sGAG 합성 25, 각각 0.5 Hz;에서 14%로 증가 했다 하지만 1.167 2 Hz에서 영향을 받았다. DNA 합성 아니라 0.5와 1.167 Hz에 2 Hz에서 72%로 증가 하는 반면. 극단적인 압력 조건 (170 mmHg, 2 Hz)에서 Sgag과 콜라겐 합성 증가 했다 하지만 170 mmHg 그리고 1.167 Hz. 세포 증식 보다 낮은 정도로 하지 영향을. SMC 말라에 주목할 만한 감소 주기적 압력 컨트롤 그룹 사이 상당한 차이가 관찰 되었다 비록 실험의 과정을 통해 관찰 됐다. 주기적 압력에 영향 크기 및 주파수 의존 방식으로 대동맥 밸브 전단지의 생 합성 활동을 종결 되었다. 콜라겐과 sGAG 합성 긍정적으로 상관 펄스 주파수 보다 압력 크기에 더 민감하게 반응 했다. DNA 합성 압력 크기 보다는 펄스 주파수를 응답 했다. 그러나 결합 될 때, 압력 크기와 펄스 주파수 서로 약하게 효과가 나타났다. 알파-SMC 말라 긍정적인 셀 수 펄스 주파수 및 압력 크기에 관계 없이 순환 압력으로 달라 지지 않았다.
네이티브 돼지 승 모 밸브 Chordae Tendineae의 구조 특성 분석
이 연구는 그들의 기능의 추가 이해를 제공 하기 위해 다른 승 모 판 chordae tendineae 특성화 목적으로 했다.
정상적인 생리 적인 조건 유지 돼지 대동맥 심장 밸브의 생물 학적 특성:는 Ex Vivo 기관 문화 연구
포스 종속 세포와 조직의 반응에 이르게 복잡 한 기계적 환경에서 대동맥 밸브 기능. 이러한 반응의 밸브 pathogenesis의 기본적인 이해를 제공합니다. 이 작품의 목적은 전 교양 네이티브 돼지 대동맥 밸브의 생물 학적 특성을 연구 하는 비보 타악기 기관 문화 시스템 (120/80 mmHg) 생리 적인 압력과 심장 출력 (4.2 l/min)를 유지할 수. 콜라겐, 엘라 스 틴 sGAG 밸브 전단지 내용을 측정 하 고 첨 형태학, 셀 형, 세포 증식과 apoptosis을 조사 했다. 전단지 표면에 내 피 세포 (ECs)의 존재도 평가 했다. 콜라겐, 엘라 스 틴 sGAG 내용에 차이 상당한 (p > 0.05) 교양 및 신선한 밸브 전단지 사이 아니었다. 교양된 밸브 형태 및 세포 표현 형을 유지 하면서는 전단지의 네이티브 ECM 구성 유지. 정적으로 대기 조건 하에서 incubated 전단지에 셀 형 감소 유지 밸브 전단지의 자연 생물학에 기계적인 힘의 중요성을 나타내는 신선 하 고 교양 밸브 전단지에 비해. Ecs는 전단지의 아무 개장로 교양된 전단지의 표면에 유지 했다. 교양된 전단지에 apoptotic 세포의 수는 현저 하 게 (p < 0.05) 보다 정적으로 incubated 전단지와 신선 대 등 전단지. Ex vivo 기관 문화 시스템 살 균 따라서 유지 가능성 및 48 h 동안 동적 조건 하에서 배양 된 대동맥 밸브의 원시 생물 학적 특성.
전직에 대 한 살 균 기관 문화 시스템의 디자인 대동맥 심장 밸브의 Vivo 연구
밸브의 생물 학적 응답 기계적인 힘으로 잘 이해 되지 않습니다. 이 연구의 목적은 전 수 있도록 타악기 시스템을 디자인 하는 다양 한 hemodynamic 조건 때 대동맥 밸브의 vivo 연구. 한 생물 생존 능력 및 무 균 유지 하면서 생리와 pathophysiological 압력과 흐름 조건 제목 돼지 대동맥 밸브 설계 되었다. 압력과 흐름 속도 독립적으로 제어할 수 없는 임상 관련 기계적 조건을 생산 하. 산소 전송 속도 특징 및 살 균 작업 96 시간 이상 달성 했다. 산소 기능 밸브, 연장된 기간에 대 한 작업을 수 있도록 충분 한 산소 운반을 보장 합니다.
차동 즉시 초기 유전자 응답 대동맥 돼지에 높은 압력을 밸브 중간 셀
심장 혈관 위험 요소 대동맥 밸브 질환의 pathogenesis의 역할을 할 것으로 추정 된다. 현재의 연구에서 가설 상승 된 압력 원형 프로-염증 성 유전자의 표정에 변화를 일으킬 것 이라고 제안 했다. 따라서, osteopontin (OPN), MCP 1 식 VCAM 1 GM-CSF와 파이 1 semi-quantitative 실시간 RT-PCR를 사용 하 여 조사 되었다.
흐름과 Orifices 기계식 심장 밸브 누설 영역 시뮬레이션에서 혈전 증
기계식 심장 유출 및 앞으로 흐름 (MHVs) 손상 혈액 요소를 밸브 설정 하는 동안 높은 전단 흐름 형상에의 한 혈소판 활성화의 혈전 형성에 역할 불분명 남아 있습니다. 이 연구에서 지속적으로 recalcified 혈액 orifices, MHVs, procoagulant 트 롬 빈의 생성 및 결과 혈전 형성 모델을 통해 혈액의 흐름의 효과 측정 하기 위해 사용 되었다. 이 과정에는 혈소판의 기여도 평가 했다.
주기적 대동맥 압력 돼지 폐 밸브 전단지의 생물 학적 속성을 영향을 줍니다
네이티브 폐 밸브 전단지 (PVL) 대동맥 밸브 전단지에 비해 낮은 압력에 노출 됩니다. PVL 대동맥 압력에 노출 생물학의 지식이 제한 됩니다. 따라서, 연구의 목표는 정상적인 대동맥 압력을 복종 PVL의 생물 학적 속성을 조사 했다.
동물 세포에서 바이오 생산을 위한 Mbr 시스템
바이오 제품에 대 한 수요가 향후 몇 년 동안 상당한 증가 볼 준비가 되어 있다. 결과적으로, 이러한 제품을 생산 하는 데 사용 하는 프로세스는 시장의 요구 사항을 충족 수 있어야 합니다. 현재의 종이 동물 세포 배양에 사용할 수 있는 현재의 기술을 검토 하 고 또한 최근 사례 연구의 세부 정보를 제공 하면서 각 방법의 장단점을 강조 표시 합니다. 서 스 펜 션 및 앵커리지 종속 셀 라인에 대 한 프로세스와 같습니다.
세포 유전자 치료 목적을 위한 바이러스 성 벡터의 생산에 대 한 문화 프로세스
유전자 치료는 여러 가지 취득 하 고 상속 질병의 치료를 위해 유망 기술. 그러나, 상업 및 임상 성공 유전자 치료, 확장 가능한 셀 문화 프로세스 시장 수요에 맞게 바이러스 성 벡터의 필요한 금액을 생산 하는 장소에 수 있어야 합니다. 벡터의 각 유형에 그것의 자신의 독특한 특성 및 결과적으로 생산에 대 한 자체 과제. 이 문서에서는 adeno 제휴해 바이러스와 헤 르 페 스의 단순 바이러스 벡터, 아 데 노 바이러스, lentivirus, 레트의 효율적이 고, 대규모 제조 개발 되어 현재 기술 검토.
다른 세럼 종류를 사용 하 여 2 및 3 차원 문화에 돼지 대동맥 밸브 중간 세포 활동의 평가
생명 공학 산업에 사용 되는 설립된 셀 라인, 달리 조직 공학에서 사용 되는 기본 셀 문화 미디어 혈 청으로 보충을 요구. 가장 일반적인 혈 청은 소 태아 혈 청 (FBS); 그러나, FBS은 비싸다, 프로세스 경제에 부정적인 영향을 미치는. 덜 비싼 대안 세라 상업적으로 사용할 수 있지만 그들의 효능 설명 하지. 따라서 혈 청 소과 종 아리 (BCS), 혈 청 소 성장 (BGS), 그리고 혈 청 갓 태어난 송아지 (NCS) FBS와 비교 했다. 2 차원 (2 차원) monolayers로 돼지 대동맥 밸브 중간 셀 (피해 자들은) 경작 했다 또는 3 차원 (3 차원) 콜라겐 젤로 10 %fbs, BGS, BCS, 또는 NCS 보완 매체를 사용 하 여. 반면 셀 BGS와 NCS 경작 했다 셀 FBS에 교양 보다 현저 하 게 높은 신진 대사 활동을 결합 하 여 상당히 낮은 특정 성장 속도 피해 자들은 BCS에서 교양된 및 2 차원 문화에서 교양 FBS에 그 간의 세포 활동에서 큰 차이가 보였다. 통계적으로 유의 한 차이가 없는 셀은 3 차원 구조에서 교양 때 세라 간의 세포 활동에서 볼 수 있었다. 끝으로, BCS 피해 자들은 조직 설계 밸브를 개발 하는 데 사용 수의 2 차원 및 3 차원 문화에 대 한 FBS에 적당 한 대안 이다.
대동맥 심장 밸브의 Mechanobiology입니다
대동맥 심장 밸브 기계적으로 어려운 환경에서 작동 하는 복잡 하 고 정교한 구조 이다. 각 심장 주기 혈액 흐름 밸브 조직에 스트레스와 인장 및 압축 부 휨 전단 응력을 미치는. 이러한 세력 생물학적 반응, 유전자 발현, 세포 형, 단백질 활성화 등의 과다 한을 결정 합니다. 따라서, 기계적인 힘 밸브 개장 하거나 병 적인 변화 영향을 미칠 수 있습니다. 심장 밸브 mechanobiology 이해 하는 것은 광대 한 작업입니다. 여기에, 물리적인 힘으로 내 피와 간 질 성 세포 상호 작용의 현재 정보를 증가 하는 최근 연구의 일부를 검사 합니다. 또한, 간 질 성 내 피 성장 세포 상호 작용의 이해를 개선 하기 위해 개발 되 고 있는 실험 co-culture 모델 같습니다. 마지막으로, 어떤 기관에 의해 문화 시스템 in vivo 실험을 상호 보완적인 접근 방식을 제공 하는 심장 밸브 생물학 연구에 널리 사용 되 고는 하는 방법은 설명 합니다.
Chondroinduction에 수압 및 Distortional 스트레스의 영향입니다
배아 개발 및 일부 치유 과정 중 발생 하는 결합 조직 undifferentiated pluripotent 중간 엽 줄기 세포를 포함 합니다. 기계적인 환경은 이러한 세포에 대 한 중요 한 차별화 요소가 점점 더 분명 해지고 있다. 본 연구실에서는 우리가 chondrogenic 중간 엽 줄기 세포 분화를 유도 하기 위해 기계적인 신호를 위한 잠재력에 집중 했다. C3H10T1/2 세포를 사용 하 여 모델, 우리 chondroinduction에 정수 압, equibiaxial 수축과 원심 압력의 영향을 조사 했습니다. 셀 순환 수압 압축 (1 Hz에서 5 MPa)와 주기적 수축 변형 (1 회에 15%) 유형별로 upregulating aggrecan과 콜라겐 II 유전자 발현 반응. 또한, 원심 압력 (30 분 4.1 MPa)의 효과의 예비 연구는 세포 증식을 증가 하 고 proteoglycan과 콜라겐 타입 2 세 생산을 자극 수 있습니다 제안 합니다. 우리는 압축, distortional 또는 자연, 수압에 적용 undifferentiated 결합 조직 트리거 차별화 chondrocyte 같은 표현 형 및 강한 부하 지원에 대 한 점점 더 높은 수압 유체 압력을 유지 수 있는 덜 투과성 세포 외 매트릭스의 생산 쪽으로 추측.
주기적 스트레인 돼지 대동맥 밸브 내 피 세포에서 프로-염증 성 단백질 발현 조절
병에 걸린 심장 밸브 endothelium 그러나 건강 한 밸브 이러한 프로 염증 성 단백질 부족 VCAM 1, ICAM-1 및 E selectin 접착 분자를 표현 하는 알려져 있다. 연구 목표는 경우 기계적인 힘 대동맥 밸브 내 피 세포에서 프로-염증 성 반응에 대 한 책임 했다 결정 했다.
주기적 스트레인 대동맥 밸브 중간 셀에 급성 프로-염증 성 유전자 발현을 억제 한다
조직 설계 심장 밸브의 기계적 생체 외에서 늘어진 vivo에서 이식 전에 조직 개발을 위한 필수 과정으로 간주 된다. 그러나, 프로-염증 성 유전자의 수는 mechanosensitive 및 그들의 정교 호스트에 불리 한 반응 유도 수 있습니다. 우리는 긴장의 정상 생리 수준 응용 프로그램 격리 밸브 중간 셀을 프로-염증 성 유전자의 표현을 억제 것 이라고 가설을 세웠다. 셀 0, 5, 10, 15 및 20% 부담을 받게 했다. VCAM 1 식, MCP-1 GM-CSF와 OPN qRT PCR를 사용 하 여 측정 후 했다. OPN, 제외한 모든 유전자 크게 최대 규제 없는 변형 적용 하는 경우. MCP-1 식 스트레인 진도 식 수준에 영향을 주지 않았다 비록 크게 낮은 스트레인, 존재 했다. VCAM 1 GM-CSF 15% 부담에 정상적인 생리 적 상태를 대표 하는 가장 낮은 식 레벨 했다. 이러한 연구 결과 confocal 현미경 검사 법을 사용 하 여 확인 되었다. 또한, pSMAD 2/3과 IkappaBalpha 식 유전자 발현의 잠재적인 메커니즘을 명료 하 몇 군데 있었다. 데이터 15% 부담 증가 pSMAD 2/3 식 Ikappabalpha의 인 산화를 방해 보였다. 끝으로, 주기적 스트레인 엔지니어링 조직 심장 판 막의 생체 외에서 pre-conditioning에 대 한 도움이 될 수 있습니다 프로-염증 성 유전자의 표정을 감소.
Vasoactive 에이전트 시간에 종속적인 방식으로 대동맥 심장 밸브 전단지의 Biomechanical 속성을 변경할
Angiotensin II (중앙 2 차) 및 5-hydroxytryptamine (5-HT) vasoactive 에이전트 대동맥 심장 밸브 질환에 연루는, 비록 이러한 화합물 밸브 전단지 조직의 biomechanical 속성을 변경할 하는 방법을 명확 하지 않다. 연구 목표는이 화합물과 incubated 조직의 탄성 계수의 시간적 변화를 나타냅니다.
바이러스 성 벡터를 소개 합니다
바이러스 성 벡터 유전자의 가장 효과적인 수단입니다 특정 세포 유형 또는 조직 수정 전송 익스프레스 치료 유전자를 조작할 수 있습니다. 여러 바이러스 종류 현재 일시적 또는 영구적인 transgene 두 식 중 하나가 제공 하는 셀에 유전자를 전달 하는 데 사용에 대 한 조사를 받고 있습니다. Adenoviruses (광고), retroviruses (γ retroviruses 및 lentiviruses), poxviruses, adeno 관련 바이러스, baculoviruses, 및 헤 르 페 스의 단순 바이러스 포함 됩니다. 일상적인 임상 사용을 위한 바이러스의 선택 transgene 식의 효율성, 생산, 안전, 독성, 그리고 안정성의 용이성에 따라 달라 집니다. 이 장에서 유전자 치료 용 유전자 이동 및 그들의 이점 및 불리에서 일반적으로 사용 하는 바이러스 성 벡터의 일반적인 특성의 입문 개요.
엉 얼굴 라이브 기계적 스트레스 대동맥 밸브 전단지의 이미징
힘 줄, 피부, 동맥, 폐, 등 부드러운 조직 기계적 스트레스 vivo에서 지속적으로 받습니다. 대동맥 심장 밸브 보다는 세력 전단 응력, 주기적 압력, 변형, 굴곡 등의 배열을 경험 그래서 더 없음. 이방성 biaxial 주기적 스트레치 유지 밸브 항상성; 그러나, 비정상적인 세력 질병의 진행에 연루 됩니다. 생리 적 수준에서 편차를 밸브 endothelium 응답 하지 완전히 특징 되었습니다. 여기, 우리가 biaxial 스트레치 가능한 심장 밸브 조직에 적용 가능한는 디자인 및 소설 스트레칭 기구 검증 보여줍니다, 그리고 라이브 en 얼굴 동시에 하면서 내 피 세포 이미징 통해 confocal 레이저 스캐닝 현미경 검사 법 (CLSM). 기계적 조건 및 유지 하는 기본 세포 외 기질 특징 높은 진행 하는 동안 조직의 실시간 이미징이 가능 하다. 따라서, 기존의 세포 배양 또는 in vivo 동물 모델에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 평면 biaxial 조직 스트레칭 동시 라이브 세포 이미징으로 모든 연 조직 mechanobiology 공부에 유용한 증명할 수 있습니다.
유전자 높은 압력 조건 하에서 대동맥 밸브 중간 셀 프로 파일링: 염증 성 유전자 네트워크의 변조
연구 mechanosensitive 경로 대동맥 밸브 중간 셀 (피해 자들은)에서 순환 상승 된 압력에 의해 자극 하는 해로운 조직 리 모델링 및 pathogenesis 이어질 유전자 네트워크를 식별 하는 목적입니다. 돼지 대동맥 밸브 전단지 80 또는 120 mmHg, 확장기 transvalvular 압력 고혈압 정상 조건에서 각각 해당의 주기적 압력에 노출 됐다. 선형, 2 사이클 뒤에 microarray 총 RNA 증폭 transcriptome 분석 (qRT PCR 유효성 검사)을 수행 했다. 시스템 생물학 모델링 및 경로 분석의 조합을 식별 소설 유전자와 기본 상승 된 압력을 피해 자들은 생물 반응 분자 메커니즘. 56 진 성적 증명서와 관련 된 염증 성 반응 메커니즘 차동 표현 했다. TNF-α, 일리노이-1α, IL 1β 키 cytokines 유전자 네트워크 모델에서 발견 했다. 또한 관심 그 pentraxin 3 (PTX3)는 상당히 높은 압력 조건 (41-fold 변경)에서 upregulated 발견이 했다. 끝으로, 차동 보여주는 유전자 네트워크 모델 표현 자극적인 유전자 및 높은 노출된 압력 개발 된 피해 자들은 그들의 상호 작용. 이 시스템 개요 pharmacotherapy 고혈압 환자에서 대동맥 협 착 증의 대상으로 될 수 있는 핵심 분자를 감지 했습니다.
